Introduction à Apache Cassandra

Apache Cassandra est un système de base de données distribuées open source extrêmement puissant qui fonctionne très bien pour gérer d’énormes volumes de données répartis sur plusieurs serveurs. Il peut être facilement adapté pour répondre à une augmentation soudaine de la demande en déployant des grappes Cassandra à plusieurs nœuds et satisfaire aux exigences de haute disponibilité, sans unique point default. C’est l’une des bases de données NoSQL les plus efficaces disponibles aujourd’hui.

Une base de données NoSQL est un type de moteur de traitement de données qui est déployé exclusivement pour travailler avec des données qui peuvent être stockées dans un format tabulaire et ne répondent donc pas aux exigences des bases de données relationnelles. Certaines des caractéristiques principales des bases de données NoSQL sont qu’elles peuvent traiter de très grandes quantités de données, qu’elles peuvent avoir une API simple, qu’elles peuvent être répliquées facilement, qu’elles sont pratiquement sans schéma et qu’elles sont plus ou moins cohérentes.

Les technologies NoSQL sont conçues pour être extrêmement simples, horizontalement extensibles et pour fournir un contrôle extrêmement fin de la disponibilité. Les structures de données utilisées dans une base de données NoSQL sont très différentes de celles utilisées dans les bases de données relationnelles. De ce fait, les opérations dans les bases de données NoSQL sont plus rapides.

Caractéristiques de Cassandra :

Il s’agit d’une base de données à colonnes.
Elle est très cohérente, tolérante aux pannes et évolutive.
Elle a été créée pour Facebook et a ensuite a été open source.
Le modèle de données est basé sur Google Bigtable.
La conception distribuée est basée sur Amazon Dynamo.

Pourquoi devrions-nous utiliser Apache Cassandra ?

Cassandra est une base de données NoSQL très robuste et complète qui est déployée par certaines des plus grandes entreprises du monde telles que Facebook, Netflix, Twitter, Cisco et eBay. Voici quelques-unes des caractéristiques évidentes de Cassandra qui le font clairement sortir du lot :

Support d’un large éventail de structures de données
- Cassandra vous permet de prendre en charge des structures de données de toutes sortes, telles que des données structurées, non structurées et semi-structurées, et il prend également en charge les modifications dynamiques des structures de données pour refléter l’évolution des besoins.
Architecture linéairement évolutive
- Il peut être facilement mis à l’échelle d’un certain ensemble de nœuds à un ensemble supérieur de nœuds par une simple addition de nœuds supplémentaires de manière linéaire sans avoir à entrer dans les complexités, et il donne une augmentation immédiate du débit et du temps de réponse.
Une distribution sans faille
- Cette base de données NoSQL vous permet de distribuer vos données de manière transparente sur plusieurs data centers par un simple processus de réplication des données.
Haute fiabilité
- Cassandra est conçu pour gérer la défaillance des nœuds de la grappe sans affecter les performances de quelque manière que ce soit, car il ne présente pas de défaillance d’un seul nœud, une caractéristique essentielle pour les applications critiques.
Support pour ACID
- Les propriétés d’ACID (atomicité, consistance, isolation et durabilité) sont bien prises en charge par la base de données Cassandra, ce qui est une caractéristique assez importante puisque les transactions d’ACID sont prises en charge par le SGBDR.

La technologie NoSQL de Cassandra, si répandue aujourd’hui, a vu le jour dans le labo de recherche de Facebook. Le géant des médias sociaux open source a lancé Cassandra en juillet 2008. Elle a été intégrée à l’incubateur Apache en 2009 et a finalement fait partie du projet Apache high level en 2010. Aujourd’hui, il fait partie intégrante de l’Apache Software Foundation et peut être utilisé par toute personne souhaitant bénéficier de ses multiples usages. Le système de distribution de fichiers de Cassandra est un système peer-to-peer entre les nœuds, et grâce à cela, toutes les données sont distribuées sur l’ensemble des nœuds de la grappe.

Tout nœud de la grappe peut accepter les demandes de lecture ou d’écriture de données, que les données résident ou non dans la grappe. Le processus de réplication des données à Cassandra se fait par l’intermédiaire de certains nœuds qui jouent le rôle de réplicateurs pour un certain volume de données. Aujourd’hui, il y a une grande quantité de données, et ces données sont validées pour être à jour ou non. Si ce ne sont pas les dernières données, alors Cassandra reviendra avec la dernière valeur des données. Les données périmées sont alors révisées avec la dernière valeur afin de maintenir le système à jour.

Architecture de Cassandra

Voici quelques-uns des éléments clés de l’architecture de Cassandra :

Cluster : Il s’agit d’un ensemble complet de plusieurs data centers sur lesquels sont stockées toutes les données pour être traitées dans la base de données Cassandra NoSQL.
Data center : Un ensemble de nœuds connexes sont regroupés dans un data center.
Nœud : L’endroit spécifique où les données résident sur le cluster est appelé un nœud.
Commit log : C’est une méthode à sécurité intégrée qui est déployée par Cassandra afin de prendre une sauvegarde de toutes les données de la base de données Cassandra en les écrivant dans le journal de commit.
Mémoire : C’est une structure de données qui réside dans la mémoire où Cassandra met en mémoire tampon les écritures. Il y aura un Memtable actif par table.
SSTable : Lorsque les Memtables atteignent leur valeur de seuil, ils sont transférés sur le disque et deviennent des SSTables immuables.
Filtre Bloom : Le filtre Bloom est un algorithme qui permet de tester rapidement si un élément fait partie d’un ensemble. On accède à ces filtres bloom après chaque requête.

Comprendre le CQL

Le langage d’interrogation Cassandra (CQL) permet d’accéder à la base de données Cassandra par son noeud. Ce langage d’interrogation traite la base de données comme un conteneur de tables. Ce langage d’interrogation fournit également un shell de langage d’interrogation Cassandra (cqlsh) qui permet aux utilisateurs d’interagir avec Cassandra.

Certification en matière d’analyse de données à grande échelle (Bigdata Analytics)

Quelle est la portée de l’outil Apache Cassandra NoSQL ?

Depuis son ouverture en open source en 2008, l’outil Cassandra NoSQL a été largement adopté par certaines des plus grandes entreprises du monde entier. L’architecture massivement décentralisée de Cassandra permet à ces entreprises de stocker des données de manière distribuée tout en ayant un contrôle et une flexibilité totale dans le traitement des données. En outre, aucun point de défaillance ne rend l’outil irrésistible pour les organisations qui ne peuvent tout simplement pas se permettre de perdre des données ou de subir des pannes de serveur.

Netflix, qui est le plus grand acteur dans le domaine de la diffusion en ligne de films et de contenus de divertissement, utilise exclusivement cette technologie pour stocker des données de manière décentralisée et déployer la stratégie de réplication sur ses multiples serveurs AWS afin de rendre les données plus résistantes et plus sûres.

La méthodologie de stockage des données par colonnes de Cassandra permet de stocker assez facilement des données où chaque ligne d’une famille de colonnes peut contenir un nombre variable de colonnes, et où il n’est pas nécessaire que les noms des colonnes correspondent. Grâce au moteur de stockage à structure logarithmique de Cassandra, il est possible de déployer des opérations d’écriture à grande vitesse qui sont les plus adaptées au stockage et à l’analyse de métriques saisies de manière séquentielle.

Grâce à son cache de données persistant, Cassandra peut être utilisé pour stocker des données clés qui doivent être hautement disponibles. Grâce à l’extensibilité linéaire de Cassandra, il n’y a pas de temps d’arrêt car de nouveaux nœuds peuvent être ajoutés à la demande au cluster.

Comme la plupart des Big Data disponibles aujourd’hui sont dans un format non structuré, il est tout à fait logique d’intégrer la base de données NoSQL Cassandra pour les applications Hadoop. C’est une autre raison pour laquelle Cassandra a été largement déployé. Il est possible de déployer les opérations de lecture et d’écriture des jobs MapReduce dans la base de données Cassandra. Il est également possible de déployer Apache Pig pour l’interrogation et le stockage de données dans la base de données NoSQL Cassandra.

Quel est le bon public pour apprendre Apache Cassandra ?

Les chefs de projet et les professionnels de la recherche et de l’analyse
Développeurs et professionnels des tests informatiques

Comment l’apprentissage de l’Apache Cassandra vous aidera-t-il dans votre carrière ?

Aujourd’hui, le monde entier tourne autour de Big Data et de Hadoop. Il est un fait que la plupart des grandes données sont au format NoSQL, qu’il s’agisse de vidéos, de données de journaux, d’images, de données satellite, de données de télédétection, de dispositifs IoT, etc. Il est donc essentiel que les professionnels qui choisissent de faire carrière dans le domaine de l’hadoop comprennent les bases de données NoSQL.

C’est là que l’outil Apache Cassandra NoSQL peut vraiment vous aider à faire progresser votre carrière. Cassandra est un outil puissant qui présente des caractéristiques uniques, ce qui en fait l’un des meilleurs outils NoSQL à intégrer dans l’écosystème de Hadoop. Cassandra est très efficace pour travailler avec une multitude d’ensembles de données, ce qui en fait plutôt un couteau suisse lorsqu’il s’agit de traiter des données. Ainsi, les professionnels qualifiés de Cassandra peuvent vraiment bénéficier d’une hausse de salaire ahurissante, avec des responsabilités accrues, ce qui entraîne une progression générale de leur carrière.